渠道防渗农业灌溉论文

2022-04-17 版权声明 我要投稿

摘要:针对宁夏地区农业灌溉发展历史和现状,分析了灌溉中存在的问题,提出了适宜的节水措施。今天小编为大家推荐《渠道防渗农业灌溉论文 (精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

渠道防渗农业灌溉论文 篇1:

河套灌区农业灌溉渠道防渗衬砌工程冻胀破坏问题的分析

【摘要】河套灌区位于内蒙古自治区西部、黄河上中游内蒙古段的北岸冲积平原。灌区年降水量139~222mm,年蒸发量1999~2346mm,年平均气温6~8℃,年封冻期5~6 个月,最大冻结深度1.0~1.3m。河套灌区节水改造工程通过工程节水、管理节水和农艺节水等综合节水措施,灌区累计节水达36亿方,有效缓解了黄河流域水资源紧张矛盾,促进了农牧业增效、农牧民增收,同时还能控制灌区土壤盐碱化的发展。因此,管理好养护好工程,有效防止工程的冻胀等破坏,充分发挥渠道衬砌与防渗工程的效益显得更加重要。

【关键词】渠道防渗衬砌工程 冻胀破坏分析 处理养护

一 引言

在内蒙古河套灌区,由于负温的作用,已建的渠道衬砌与防渗工程都不同程度遭受到冻胀破坏,不仅影响了工程的正常运行,增加了工程管理维修的难度和费用。其主要原因是没有充分认识渠基土的冻胀规律,多数渠道衬砌与防渗工程规划设计时,没有充分考虑负温作用下基土特有的物理力学性质以及渠道冬季运行的特点。

二 河套灌区渠道防渗防冻胀的必要性及重要性

河套灌区所属区域的特点决定了灌区渠道衬砌工程必须采取防冻胀技术措施。

① 气候特点。内蒙古河套灌区地理位置属季节性冻土区。年平均气温7.0℃,冻结指数(负积温)在600~1100℃.d,土壤冻结期一般从11 月中旬开始,至翌年4 月下旬融通,冻结深度80~140cm 左右。

② 土质特点。据内蒙古水文地质大队勘探资料,河套灌区2.5m 深包气带范围内以重粉质壤土和重粉质砂壤土为主,粉粘粒(粒径<0.05mm)含量都在65%以上,属于强冻胀性土质。

③ 地下水的特点。灌溉引水量直接影响地下水位的涨落,影响了土壤含水率高低。每年9 月下旬至11 月上旬的秋浇是河套灌区必要的一次储墒灌水,此时灌区地下水位最高(埋深最浅),灌区地下水平均埋深在50~100cm 左右,造成灌区土壤含水率较高,土层20cm 以下的土壤含水率都在25%左右,超过了土壤起始冻胀含水率。

河套灌区区域性的特点,同时具备了使土壤产生冻胀的温度、土质、水分条件,冻胀敏感性的土壤在水热耦合共同作用下形成了强冻胀区域。

三 渠道防渗工程冻胀破坏成因及特征

(1)渠基土的冻胀机理

土体发生冻胀必须具备土质、水分和温度三个条件,称为土的冻胀三要素。渠基土发生冻胀也必须具备这三个条件:一是具有冻胀敏感性的土质;二是土壤含水量超过起始冻胀含水量(特别是有外来水源补给);三是达到土体冻结的负温和一定的持续时间。

(2)渠基土冻胀的主要影响因素

①渠床土质

渠道冻害严重程度与渠基土的冻胀量大小有关,而冻胀量则与土的冻胀敏感性有关。土的冻胀敏感性决定于土颗粒大小、矿物成分和密度等。

②土体含水量

渠基土中的水分是其产生冻胀的主要因素。当土体中的水分超过某一界限值后,土的冻结才会产生冻胀,这个界限一般称为土的起始冻胀含水量。

③温度条件

温度条件包括外界气温、渠床土体温度、土体中的温度梯度和冻结速度等。渠基土的冻结冻胀过程,实际上是在负气温的作用下土体中温度的变化过程。

④荷载压力

增加土体外部荷载可抑制一部分水分迁移,减轻冻胀。

(3 )渠基土的冻胀特征

对于均质土渠道,冻胀在渠道断面上的分布一般分为四种类型:

①地下水位低于渠底,但小于临界距离,渠道冬季负温期间不行水且无积水,一般为渠底冻胀量最大,渠顶最小或无冻胀量出现,渠坡由下向上逐渐减小。当阴阳坡向明显时,阴坡冻胀量最大,渠底次之,阳坡冻胀量最小。

②地下水位高于渠底,冬季渠道行水或渠底积水,由于渠水表面结冰后具有保温作用,渠低及渠坡冰冻面以下冻胀量较小或不出现冻胀,渠道两坡则由于土体含水量较高和水分迁移的补给水源,在冰面之上一定范围内冻胀量最大。

③地下水位在临界距离以下时,断面上各点的冻胀量取决于土体中含水量的高低。

④渠顶有大量外水补给,渠坡上部冻胀量将大于下部,或上下冻胀量分布比较均匀,但此时渠底一般有一定深度的积水,故渠底冻胀量最小或不发生冻胀。

四 渠道防渗防冻胀主要技术措施

(1)回避措施

回避冻胀措施是在渠道工程规划设计时,注意避开出现较大冻胀量的自然条件;或者在冻胀性土地区,采用回避冻胀的结构措施。

①在渠道规划选线时,宜结合常规要求,尽可能避开粘土、粉质土壤、淤土地带和松软土层等地段,选择透水性较强的不易产生冻胀的地段。

②避开地下水位高(特别是有傍渗水补给)的地段,使渠底冻结层控制在地下水对冻胀的临界影响深度以上;冬季不输水渠道尽可能采用填方渠道。

③渠线尽可能布设在地形较高的脊梁地带,避免渠道两侧有地面水(降水或灌排水)入渠。

④沿渠道外兩侧应规划布置林带,树木有排水作用,树根对土壤能起加固和垫层作用,可以改善渠床土基。

(2) 削减措施

①置换措施。在冻结深度内将衬砌板下的冻胀性土换成非冻胀性土。砂砾石垫层不仅本身无冻胀,而且能排除渗水和阻止下卧层水分向表层冻结区迁移。

②保温措施。在渠道衬砌体下铺设隔热保温层,阻隔大气与渠基土的热量交换,提高衬砌体下基土温度,消减或消除冻胀,防止发生冻害。

③压实措施。采用压实措施提高渠床土密度以降低冻胀量是一种简单易行的方法。

④隔水与排水措施。采用塑料薄膜、油毡、膨润土防水毯、复合土工膜等,设置隔水层,隔断渠道渗水、大气降水和地下水等对冻结层的补给。

(3 )结构措施

①适应不均匀冻胀能力较优的渠道断面形式有U 形、弧形底梯形和弧形坡脚梯形等,小型渠道宜采用U 形断面,中型渠道宜采用弧形底梯形断面,大型渠道宜采用弧形坡脚梯形断面。

②当地下水位较深且无外水源侵入渠基时,采用混凝土板膜复合衬砌防渗结构,具有很好的防冻胀效果。

③对于大中型混凝土衬砌渠道,还可采用架空梁板式(预制Π形板)、预制空心板式、楔形板、肋梁板以及新型连锁板衬砌结构形式等结构型式,具有削减冻胀变形能力,比矩形板的抗冻胀能力强。

(4) 管理措施

①冬季不行水渠道,在基土冻结前停水,并在停水后及时排除渠内和两侧排水沟内的积水;

②冬季行水渠道,在负温期间宜连续行水,并保持在最底设计水位以下运行。

③每年进行一次衬砌体的裂缝修补,使砌块缝间填料保持原设计状态,衬砌体封顶保持完好,不允许有外水流入衬砌体背后。

④及时维修排水设施,保证排水通畅。

五 渠道衬砌工程的结构形式及防渗、防冻胀新材料与新技术

(1)渠道防渗结构形式

河套灌區渠道衬砌段采用全断面聚乙烯膜防渗,全断面混凝土预制板做保护层。渠道衬砌防渗层采用全断面铺设0.3mm 厚聚乙烯膜料,膜上采用40 cm×60cm×6 cm 或50 cm×70 cm×8cm 长方形混凝土预制板和弧形底混凝土预制板做保护层,混凝土预制板的强度等级为C25,抗冻等级不小于F200;混凝土预制板与膜料之间设3cm 厚M10 砂浆过渡层,混凝土预制板铺砌的砌筑缝宽为2.5cm,用M15 水泥砂浆勾缝。封顶板采用与坡面顶层预制为整体的C25 混凝土预制构件,并且将膜料从封顶板向外延伸0.3m,封顶板外侧设路缘。

(2)渠道防冻胀结构形式

灌区节水改造工程骨干渠道选用聚苯乙烯保温板做为保温材料,它具有自重轻,强度高,吸水性能低,隔热性能好,运输、施工方便且削减冻深和冻胀效果好等优点。据试验结论:东面走向渠道阴坡上部铺设3cm、4cm、5cm 厚保温板可削减冻胀52%、97%、100%;阴坡中部铺设5cm、8cm、10cm 保温板可削减冻胀量39%、72%、82%。阳坡上下均铺设3cm 厚保温板可基本消除冻胀量。

作者:任琴 王亨园

渠道防渗农业灌溉论文 篇2:

推广节水灌溉技术 确保宁夏地区农业的可持续发展

摘要:针对宁夏地区农业灌溉发展历史和现状,分析了灌溉中存在的问题,提出了适宜的节水措施。

关键词:宁夏地区;农业;节水灌溉技术;可持续发展

1宁夏灌溉农业的基本特点

宁夏地处西北黄土高原,深居内陆,土地总面积5.18万km2,多年平均年降水量为157亿m3,平均陆地蒸发总量为148亿m3,天然地表水资源量为8.90亿m3,地下水资源量为25.30亿m3,扣除地表水与地下水重复计算部分,宁夏当地水资源总量为10.50 亿m3,人均水资源量低于全国水平,也是全国唯一降雨极度少于农田作物及天然植被需水量的地区。并且,随着经济的发展,人口的增加,社会的进步,工业和城市用水量的迅速增长,农业用水供需矛盾日益突出。因此,大力推广节水灌溉技术,提高灌溉水的利用率,是节约有限水资源的有效途径,是实现宁夏农业可持续发展的必由之路。

2灌溉在宁夏农业和生态建设中的重要作用

经过多年灌溉实践表明,农田灌溉是一种最易提高干旱地区农业产量的方法。灌溉农业与旱作农业相比,谷物产量可提高6倍左右,中国农业以占世界7%的耕地,养活了占世界22%的人口,灌溉在其中起到了极其重要的作用。在约占全国总耕地面积40%的灌溉土地上生产出占全国总产量75%的粮食、90%的蔬菜和棉花、80%的油料。据1996年资料统计,宁夏地区有效灌溉面积约585.30万hm2,占总耕地面积的48.80%,全区2/3的粮食是由只占耕地1/2的水浇地生产的。宁夏河套灌区,灌溉面积30万hm2,占全自治区耕地面积比例不到1/3,粮食产量却占全区的3/4,单产约高出旱地10倍以上。在干旱缺水、蒸发强烈的地区,农业的发展全依赖于灌溉,有水便有绿洲,无水则为荒漠,没有灌溉就没有农林牧业,灌溉在宁夏地区农业生产中起着命脉的作用。

3农业节水措施与经验

宁夏地区由于气候干旱,农耕区几乎全为绿洲型的灌溉农业,农业灌溉发展的规模决定于水资源的多少与保证程度。由于西部大开发战略的实施,工业和城市生活用水比例必然提高;山川秀美工程的建设,林草等业的生态用水也须有一定的保障。因此,未来农业用水必然受到挤占,在水资源短缺,又需满足各业用水需求状况下,解决用水问题的途径无非是开源与节流并举,但我们应该看到,无论是开辟新的当地水资源还是建设南水北调西线调水工程,由于工程艰巨,投资巨大,短期内难以奏效。因此,解决宁夏地区农业缺水的唯一途径是发展节水型农业,而且应是发展节水高效农业。根据宁夏地区的自然特点和发展节水农业多年的实践,通常采用的节水措施有:

3.1减少输水损失,进行灌区渠系改造主要办法是推广渠道衬砌和低压管道输水技术。渠道防渗工程是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一,同时又是当前农田灌溉节水工程改造中的关键环节。渠道防渗可使渠系水利用率提高20%~40%,减少渠道渗漏损失50%~90%。据测算,宁夏地区渠系有效利用系数一般在0.40以下,最高超不过0.54,如能将渠系有效利用系数提高到0.60,用水量降到6 000m3/hm2以下,节水效益将十分可观。

管道输水灌溉技术被认为是投资最省、节水最有效、管理最方便的一种输水灌溉技术,在我国北方地区得到了广泛的推广应用。针对宁夏地区地广人稀、经济滞后、农民文化相对落后等特点,应大力推广该项节水技术。

3.2推行先进的地面节水灌溉技术,提高田间用水效率宁夏地区目前的农业用水状况是一方面水资源短缺,另一方面用水浪费严重,农田灌溉用水定额高于全国平均水平。全区农田灌溉平均用水指标是全国的3.30倍,位居全国第一,每立方米水的粮食产量只有0.50kg,只有全国平均水平的1/2,节水具有很大的潜力。宁夏地区灌水方式主要以地面灌溉为主,地面灌溉所采用的节水灌溉方式有:①小畦灌,较原来地面灌水方式节水25%~28.50%;②长畦分段灌,较传统的长畦灌省水40%~60%;③膜上灌和小畦沟灌,节水25%;④小畦沟灌,平均净灌溉定额3 900m3/hm2,节水13%。目前这些先进的地面灌水技术已在宁夏地区推广应用,尤其是膜上灌水技术,由于其节水、增产效果显著,已在我国北方地区广泛采用。

3.3充分蓄集和合理利用当地水资源,发展就地灌溉宁夏地区降水稀少,但降水时间比较集中,为了不致产生大量的水土流失,充分利用降雨径流资源,发展黄土高原农业生产,近年来实施窑窖灌溉农业,对于解决我区农业水资源短缺,充分利用降水资源,合理利用地下水资源,增辟水源,发展就地灌溉以及解决宁夏干旱地区群众饮水问题,发挥着重要作用。

3.4实施农业综合技术措施,提高水分利用效率在宁夏地区发展农业灌溉,不仅要采取节水灌溉方式,更需采用一定的农艺节水措施,此点比我国任何地区都显得重要,它对提高一个缺水地区有限水资源的整体利用率,保持农业稳定发展具有重要意义。宁夏地区在推行各种节水灌溉技术的同时,也对综合农艺节水技术进行了大量的研究。根据不同类型地区的自然经济特点,采取合理施肥、以肥调水、蓄水保墒的耕作技术;地膜和秸杆覆盖保墒、化控、合理调整和优化作物种植结构;选用耐旱作物及节水品种,以充分利用灌溉水、自然降水、土壤水和地下水,提高水的利用效率,达到节水高产、优质低耗。中国科学院水土保持研究所采用氯化钙-赤霉素合剂处理种子的抗旱节水技术,经在宁夏宁夏县示范,春小麦平均增产23.20%;采用FA旱地龙抗旱剂,在作物生长期施用2~3次,增产15%~25%;地膜小麦、地膜玉米,产量分别增产6 000kg/hm2和1.20万kg/hm2,比常规种植的小麦和玉米产量分别高出2~5倍。

4问题与对策

4.1存在的问题

4.1.1灌区土壤盐渍化加剧灌区土壤盐碱化是宁夏地区农业灌溉中的主要问题之一。据统计,宁夏地区盐碱化面积从1996年的126.50万hm2上升到2003年的133.10万hm2,不到10a,面积约增加了6.60万hm2,而且呈现扩大的趋势。宁夏盐渍化面积已占灌区耕地面积的26.80%。

4.1.2灌溉用水效率低宁夏地区虽然水资源短缺,但农业用水指标却高于全国平均水平。农田灌溉采用的大水漫灌,不仅造成水的极大浪费,而且造成灌区土壤盐渍化的加剧。灌区用水管理不善和田间渠系配套不完善也是灌溉用水效率低的一个重要原因。

4.1.3发展农业灌溉缺乏全面规划宁夏地区目前在农业节水基础理论研究方面位居全国的前列,但对大区域发展农业灌溉缺乏全面系统的研究,尤其是对宁夏地区发展节水农业技术体系缺乏系统研究,对发展节水农业,是以灌溉农业为佳还是以雨养农业为宜还存在争议。农业专家强调农艺措施在农业中的作用,淡化水利,而水利专家强调水的作用,轻视农艺。事实上,在自然条件十分复杂的宁夏地区,发展农业生产,水利与农艺措施必须结合,决不能顾此失彼。

4.2对策

针对宁夏地区农业灌溉中存在的问题,治理宁夏地区灌区盐碱化的有效措施是实行井灌井排,地表水与地下水联合运用。提高农田灌溉用水效率的根本措施是发展节水灌溉,并辅以相应的农艺节水措施,发展农业灌溉应结合宁夏地区水土资源、社会经济发展状况,以水定植,以水定规模,制定不同地区相宜的节水灌溉发展模式,以确保宁夏地区农业的可持续发展。

参考文献

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[3]张学.关中灌区主要农作物高产节水灌溉的研究[J].宁夏水资源与水工程,1991(3):24~32.

作者:杜忠良

渠道防渗农业灌溉论文 篇3:

吐鲁番农业节水灌溉发展存在问题与对策论述

【摘 要】新疆吐鲁番地区, 因地处盆地之中,四周高山环抱,气温高、昼夜温差大,降水稀少,水资源稀缺,干旱和炎热就是吐鲁番地区所特有的气候,因此其地区的农业灌溉一直是个难题,基本上依靠地下水资源。为了使这种状况有效改善,在吐鲁番地区对节水灌溉推行,使农业水资源的利用率加大已经势在必行。本文将对新疆吐鲁番地区的农业用水现状结合,分析目前农业用水存在的问题,最后对一些节水灌溉的具体措施进行提出。

【关键词】农业;节水灌溉;问题与对策

引文

在新疆吐鲁番地区,农业项目发展的速度相对比较缓慢,特别期待能够拥有高效的节水灌溉技术来促进当地的经济水平发展,使当地人民的生活能够得到一定的改善。

1.地区农业用水现状

针对新疆吐鲁番地区的农业用水灌溉的现状问题,可以从两个方面来分析,其中比较有利的一方面是当地的水资源可以循环利用,这对进一步开展灌溉技术提供便利的因素,而且对于灌溉技术的控制能力较好,适合节水灌溉工程的进一步开发,相对来说不利的农业用水情况还是因为水资源的不足,蒸发水平较高所造成的,而且相应的灌溉技术比较老旧,不能够很好地体现对水资源的合理利用,这也都是当前地区政府所面临的重要研究课题,假如不能够改善当地的用水情况,那么将会使本来就非常短缺的水资源变得更加珍贵,可利用的水资源将会变得更少,很多的农业灌溉项目将无法进行并实施下去,从当地的灌溉设备的破旧程度来看,必须要加大政府投资力度,对设备进行翻新维修,才能够使当地的用水灌溉项目从本质上得到改善。

2.地区灌溉技术发展中存在的问题

2.1缺乏政府扶持

有关农业节水灌溉项目的开展,国家方面相关的政策一直都有的,新疆维吾尔自治区也推出了农业节水灌溉工程项目开展的优惠政策,但是整个吐鲁番地区的节水灌溉工程都缺少整体科学规划性,缺少相应的制度保障体系,尤其是从国家法律层面上来看,是没有关于节水灌溉工程的相关的具体法律条文的,当地人民并不知道到底应该怎样去发展节水灌溉项目,对于工程的用水量,用水效率以及水资源功能限制方面都没有相应地进行规定,政策法律的缺失,是节水灌溉工程缺少保障的关键问题。

2.2缺乏资金投入

吐鲁番地区在节水灌溉工程项目实施中是缺乏一定的资金投入的,究其原因是因为当地的信贷业务水平不高,安全性较低,从而导致了当地农业节水灌溉工程项目难以持续地开展下去,由于地区的经济发展水平不高,对于该项目的开发可以说是有心无力的,政府本身是想发展好节水灌溉项目的,但是政府没有办法拿出更多的资金来投入到节水灌溉项目的开发中,虽然当地人民都在积极地筹备资金,但是面对庞大的资金需求量来说还是杯水车薪的,由于缺少资金的进一步投入,使得地区的节水灌溉项目的发展举步维艰。

2.3没有相应的管理措施

在吐鲁番地区节水灌溉工程的具体实施中,相应的管理制度也是缺失的,对于节水技术和灌溉技术的管理意识不强,这也许是和缺少政府资金投入和政策支持有关,对于工程项目的实施过程缺乏相应的管理人员,这个时候的节水灌溉工程是没有专业人士进行看管的,这就造成了有些人会对节水灌溉设施进行破坏,盗窃机械设备卖钱,从而使得当地的节水灌溉工程难以开展并进行下去。

2.4水资源的有效利用率低

理论上来讲,农业灌溉工程的需水量一直都是比较大的,然而由于受到地区的经济发展水平所限制,当地的节水技术是比较差的,因此灌溉工程的开展会浪费大量的资金和水资源,而且从实际的农业发展状况来看,这种低水平的灌溉技术灌溉效果也不是很好,很多的水份都会在灌溉中流失,所以真正能被农业吸收的水资源并不多,所以在传统灌溉方式中水资源的利用率水平是比较低的。

3.地区实施高效节水灌溉的相关对策

3.1加强政府扶持力度

要想高效地开展并实施节水灌溉工程项目,首先政府部门必须要意识到这一地区开发节水灌溉工程的重要意义,这项利民工程项目的大力开展,始终都是离不开政府部门的扶持的,此时国家需要做的就是要尽快出台一些有关节水灌溉工程的政策,进而从法律层面上健全节水灌溉工程的实施体系,从政策法律上来保障当地节水灌溉项目能够顺利地开展,可以健全相应的财政补贴体系,通过降低税款等方式,尽可能地建立健全的一套工程体系,使之能够在规范性的实施管理制度下正常运行。

3.2加大融资项目资金投入

除了信贷业务的开展可以获得资金以外,为了获得可以实施高效节水灌溉工程的项目资金还可以大力开展融资发展战略,吸引社会各界企业和人才投入资金到这一地区的节水灌溉项目当中,相应地健全融资担保机制,提高对项目资金的使用率水平,同时还要积极开展招商引资项目,也就是说要扩大融资范围,为节水灌溉工程的开展获得资金支持,加大对节水技术、灌溉技术开发的项目投入,提高银行的贷款业务范围,大力支持当地农牧民投入资金到工程项目的建设当中。

3.3加大节水灌溉管理力度

为了更好地实施节水灌溉工程,必须要加大对该项工程项目管理的力度,加强对整套系统的管理假设水平,比如说可以对工程项目的管理人员进行定期培训,通过专家讲座的方式来加强管理人员的专业知识水平以及技术操作能力。同时还要加大力度构建整个地区范围内的节水灌溉管理体系,对每项工程实施时所需要的用水量等进行规定,改进传统灌溉方式中不合理的管理体系,调整好灌溉系统的整体结构体系,从而不断地改变节水灌溉技术当中的用水方式和利用率,加强对水资源的合理利用,需要注意的是,在管理节水灌溉系统的过程中,一定要注意好环境污染问题,必须要尽可能地去避免由于错误的灌溉方式对环境造成的影响,也不要影响到当地人民的正常生活用水水平。

3.4加强灌溉渠道的防渗节水技术

在加强对水资源的合理利用时,需要健全相应的渠道防渗透技术,尽量避免水资源在运输灌溉过程中的水分流失,尤其是要减少渠道两侧的渗透性,在防渗渠道的建设中,可以使用混凝土衬砌的技术来进行,并且在渠道的外侧面还可以增添一层塑料的保护膜,采用了防渗透的渠道灌溉模式以后,大大提高了节水效率水平,还能够加快水资源的运输速度,因此,通过混交混凝土防渗结婚随技术项目实施以后,将整个地区的节水灌溉水平利用率提升了70%以上,并且得到了广泛性的应用和实施。

4.结论

综上所述,吐鲁番地区的节水灌溉工程项目的开展离不开社会各界的支持与鼓励,这项工程的实施与开发是当地农业发展的关键,同时也是吐鲁番人民心之所向,针对当前灌溉技术中所存在的问题,相应地提出了一些解决对策,希望有关政府部门能够认识到节水灌溉的重要性,并且加大政府投资力度,扩大招商引资范围,同时还要加强对节水灌溉工程项目管理,开发并创新防渗节水的新技术,提高该工程项目的整体发展水平,使吐鲁番地区的农业发展水平得到提升。

参考文献:

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作者:米热古力?阿不德热依木

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